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結晶の分類
結晶の種類としては,大きく4つ(イオン結晶、金属結晶、分子結晶、共有結合の結晶)に分類することができます。ここでは,いろんな観点から結晶の特徴を比較していきます。
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構成元素
結晶を構成している元素の分類です。結晶の種類を判断するために必要な内容です。
イオン結晶 | 金属元素と非金属元素(アンモニウムイオンNH4+などを含む場合は,非金属元素のみでもイオン結晶) |
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金属結晶 | 金属元素のみ |
分子結晶 | 非金属元素のみ(共有結合の結晶を除いて考える) |
共有結合の結晶 | 非金属元素のみ(14族が中心,少ないので覚えよう) |
構成粒子
結晶を構成している粒子を確認します。
イオン結晶 | 陽イオンと陰イオン |
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金属結晶 | 原子(陽イオンと考える場合もある)と自由電子 |
分子結晶 | 分子 |
共有結合の結晶 | 原子 |
結合の種類
構成粒子どうしの結びつきを比較します。結合の強い順:共有結合>イオン結合>金属結合>水素結合>極性による静電気的な引力>ファンデルワールス力
イオン結晶 | イオン結合 |
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金属結晶 | 金属結合 |
分子結晶 | 分子内は共有結合 分子間は分子間力(ファンデルワールス力や水素結合,極性による静電気的な引力) |
共有結合の結晶 | 共有結合 |
化学式
構成原子の数が決まっている分子からなる分子結晶だけは「分子式」で表します。構成原子の数が決まっていない結晶は,組成式(最も簡単な整数比を用いる)で表します。
イオン結晶 | 組成式 |
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金属結晶 | 組成式 |
分子結晶 | 分子式 |
共有結合の結晶 | 組成式 |
融点
結合が強いほど,結合を切断して液体にするために高い温度が必要です。
イオン結晶 | かなり高い |
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金属結晶 | 典型金属:低い(アルカリ金属など)~高い 遷移金属:かなり高い |
分子結晶 | 低い(昇華するものがある) |
共有結合の結晶 | 非常に高い |
機械的性質
結晶を叩いたときのようすを比較します。
イオン結晶 | 硬い たたくと割れる |
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金属結晶 | 展性・延性がある(水銀は液体なので例外) |
分子結晶 | 軟らかい もろい |
共有結合の結晶 | 極めて硬い |
導電性
電気の導きやすさの比較です。
イオン結晶 | 固体は電気を導かない 融解して液体になったものや水溶液は導く |
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金属結晶 | よく導く |
分子結晶 | 導かない |
共有結合の結晶 | 導かない 黒鉛Cは例外でよく導く ケイ素Siはわずかに導く(半導体) |
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